Räddning-jorden-repetitionsuppdraget Don Quijote, på uppdrag av Europeiska rymdorganisationen, är planerat att testa potentialen för ett verkligt liv-eller-dödsuppdrag för att avleda en massutrotningsinducerande asteroid från en kollisionskurs med jorden.
För närvarande på "koncept" -stadiet, har Don Quijote Near Earth Asteroid Impact Mitigation Mission - modellerats på en föreslagen flygning till antingen 2002 AT4 eller 1989 ML, båda är asteroider nära jorden, men ingen av dem utgör en uppenbar kollisionsrisk. Efterföljande studier har emellertid föreslagit att Amor 2003 SM84 eller till och med 99942 Apophis kan vara mer lämpliga mål. Trots allt är 99942 Apophis en marginell (1 av 250 000) risk för jordpåverkan 2036.
Oavsett mål föreslås en dubbel lansering av två rymdfarkoster - en Impactor som heter Hidalgo (en titel som Cervantes gav den ursprungliga Don Quixote) och en Orbiter som heter Sancho (som var Dons trogen följeslagare).
Medan Impactor-rollen är självförklarande, spelar Orbiter en nyckelroll i tolkningen av inverkan - idén är att samla in effektmoment och förändringsdata som sedan skulle informera framtida uppdrag, där jordens öde verkligen kan stå på spel .
Omfattningen av överföring av fart från Impactor till asteroid beror på Impactors massa (drygt 500 kilogram) och dess hastighet (cirka 10 kilometer per sekund), liksom sammansättningen och densiteten hos asteroiden. Den största förändringen kommer att uppnås om påverkan kastar upp ejecta som uppnår utrymningshastighet. Om impaktorn istället bara begraver sig i asteroiden, kommer inte så mycket att uppnås, eftersom dess massa kommer att vara väsentligt mindre än någon asteroid med massutrotning. Till exempel objektet som skapade Chicxulub-krateret och utplånade dinosaurierna (ja, okej - förutom fåglarna) tros ha varit i storleksordningen 10 kilometer i diameter.
Så innan påverkan, för att hjälpa framtida inriktning och beräkningar av påverkningshastighet, kommer Orbiter att göra en detaljerad analys av mål asteroidens totala massa och dess nära ytytthet och granularitet. Sedan, efter påverkan, kommer Orbiter att bedöma hastigheten och fördelningen av kollisionen ejecta via sin Impact Camera.
Att exakt mäta graden av avböjning som uppnås genom påverkan representerar dock en väsentlig utmaning för uppdraget. Vi kommer att behöva mycket bättre data om mål asteroidens massa och hastighet än vi kan fastställa från jorden. Så, Orbiter kommer att göra en serie fly-bys och sedan gå in i bana runt asteroiden för att bedöma hur mycket asteroiden påverkas av rymdskeppets närhet.
En exakt bestämning av Orbiters avstånd från asteroiden kommer att uppnås med sin laserhöjdmätare, medan ett radiovetenskapligt experiment exakt bestämmer Orbiters position (och därmed asteroidens position) relativt jorden.
Efter att ha etablerat Orbiter som en referenspunkt kommer effekten av kollisionen av impaktorn att bedömas. Men en betydande förvirrande faktor är Yarkovsky-effekten - effekten av soluppvärmningen av asteroiden, som inducerar utsläpp av termiska fotoner och därmed genererar en liten mängd drivkraft. Yarkovsky-effekten pressar naturligtvis en asteroidas bana utåt om den har en progrespinn (i riktning mot dess bana) - eller inåt om den har retrogradsvridning. Följaktligen kommer Orbiter också att behöva en termisk infraröd spektrometer för att skilja Yarkovsky-effekten från effekten av påverkan.
Och naturligtvis, med tanke på betydelsen av Orbiter som referenspunkt, måste solstrålningens effekt också mätas. Vi måste faktiskt också ta hänsyn till att denna effekt kommer att förändras när det glänsande nya rymdskeppets reflekterande ytor förlorar sin glans. Mycket reflekterande ytor avger strålning, nästan omedelbart, vid energinivåer (d.v.s. hög momentum) nästan motsvarande strålningen. Emellertid kan ytor med låg albedo bara frigöra termisk strålning med lägre energi (dvs lägre momentum) - och kommer att göra det långsammare.
För att uttrycka det på ett annat sätt gör en spegelyta en mycket bättre solsegla än en svart yta.
Så i ett nötskal kräver Don Quijote-effekten för att minska effekterna en impaktor med en målinriktningskamera - och en orbiter med en impaktobservationskamera, en laserhöjdmätare, ett radiovetenskapligt experiment och en termisk infraröd spektrometer - och du bör komma ihåg att mäta effekten av solstrålningstrycket på rymdskeppet tidigt i uppdraget, när det är glänsande - och senare, när det inte är det.
Vidare läsning: Wolters et al. Mätningskrav för ett demonstrationsuppdrag för asteroider i närheten av jorden.
